(57)【要約】 本発明は、障害が発生した場合に少なくとも１基の風力発電設備を監視モードで運転するステップであって、風力発電設備が監視モードにおいては第１の供給網セクションに給電せず、第１の供給網セクションの状態がチェックされる、ステップと、第１の供給網セクションが供給網再構築電圧を有する場合に、少なくとも１基の風力発電設備を供給網再構築モードで運転するステップと、障害が去った時点でただちに少なくとも１基の風力発電設備を再び通常運転モードで運転するステップと、を含む、方法、に関する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給網オペレータの電力供給網を少なくとも１基の風力発電設備によって再構築する方法であって、前記電力供給網が、
−  第１の供給網セクションおよび少なくとも１つのさらなる供給網セクションを有し、
−  前記第１の供給網セクションが、前記少なくとも１基の風力発電設備に接続されており、かつ第１の供給網公称電圧を有し、
−  前記第１の供給網セクションが、供給網セクションの間で電気エネルギを伝送する目的で、前記少なくとも１つのさらなる供給網セクションに少なくとも１つの切替装置を介して結合されており、
−  前記少なくとも１つの切替装置が、障害の場合に前記第１の供給網セクションを前記少なくとも１つのさらなる供給網セクションから切り離すように構成されており、
−  前記障害が発生した場合に前記少なくとも１基の風力発電設備を監視モードで運転するステップであって、前記風力発電設備が前記監視モードにおいては前記第１の供給網セクションに給電せず、前記第１の供給網セクションの状態がチェックされる、ステップと、
−  前記第１の供給網セクションが供給網再構築電圧を有する場合に、前記少なくとも１基の風力発電設備を供給網再構築モードで運転するステップと、
−  前記障害が去った時点でただちに前記少なくとも１基の風力発電設備を再び通常運転モードで運転するステップと、
を含む、方法。
【請求項２】
前記障害が、
−  前記第１の供給網セクションにおける電圧降下、および／または、
−  前記第１の供給網セクションにおける過周波数、および／または、
−  前記第１の供給網セクションにおける不足周波数、
である、ことを特徴とする、
請求項１に記載の、電力供給網を再構築する方法。
【請求項３】
前記障害が、
−  前記供給網オペレータからのメッセージによって、および／または、
−  前記第１の供給網セクションの供給網電圧を捕捉するステップであって、このように捕捉される前記供給網電圧が前記供給網公称電圧の９０％未満である、ステップによって、
判定される、ことを特徴とする、
請求項１または請求項２に記載の、電力供給網を再構築する方法。
【請求項４】
前記障害が去ったことが、
−  前記供給網オペレータからのメッセージによって、および／または、
−  前記第１の供給網セクションの供給網電圧を捕捉するステップであって、このように捕捉される前記供給網電圧が、特に、所定の最小期間にわたり、前記供給網公称電圧の７０％より高い、好ましくは９０％より高い、ステップによって、および／または、
−  周波数安定性を捕捉するステップであって、周波数安定性が、前記供給網周波数が所定の期間にわたり許容範囲内である場合に存在し、前記許容範囲が上限および下限を有し、特に、前記上限が前記供給網公称周波数より高く、かつ前記下限が前記供給網公称周波数より低く、特に、前記上限が５１Ｈｚであり前記下限が４９Ｈｚであり、かつ前記供給網公称周波数が５０Ｈｚである、ステップによって、および／または、
−  前記第１の供給網セクションのサイズを求める目的で、好ましくは前記第１の供給網セクションの静力学を求める目的で、前記供給網を励起し、前記第１の供給網セクションを観察するように構成されている供給網検出ユニット、によって、
検出される、ことを特徴とする、
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の、電力供給網を再構築する方法。
【請求項５】
−  前記供給網再構築モードが、好ましくは前記供給網電圧が実質的に安定しているときに、前記風力発電設備が前記第１の供給網セクションの前記供給網電圧と同期している同期運転、を含む、
ことを特徴とする、
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の、電力供給網を再構築する方法。
【請求項６】
−  前記供給網再構築モードが、電力制御プロセスを備えており、前記電力制御プロセスの間、前記風力発電設備が、所望の電力値に基づいて前記第１の供給網セクションに電力を送り込み、所望の電力値が前記供給網オペレータによって指定されることが好ましく、および／または、残りのシステムの逸脱の場合に、特にＩ−コントローラを使用して、電力がゆっくり変化するように電力を増大させる、
ことを特徴とする、
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の、電力供給網を再構築する方法。
【請求項７】
−  前記電力制御プロセスが周波数安定化プロセスを有し、前記周波数安定化プロセスが、
−  前記第１の供給網セクションの周波数を安定させるために必要な場合に、電力の一部を解放する、特に、電力の一部を送り込む目的で、電力の一部を維持する、および／または、
−  前記第１の供給網セクションが、過周波数である供給網周波数を有する場合に、電力の送り込みを制限する、
ことを特徴とする、
請求項６に記載の、電力供給網を再構築する方法。
【請求項８】
−  前記風力発電設備が、その公称電力の所定の部分、特に少なくとも５％、特に少なくとも１０％を、制御電力として維持するように、および／または、前記第１の供給網セクションにおいて発生する周波数変動を最小にする目的で必要な場合に前記制御電力を送り込むように、および／または、さらなる制御方策用に前記制御電力を前記供給網オペレータが識別できるようにする、特に、前記制御電力を報告するように、前記風力発電設備が運転される、
ことを特徴とする、
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の、電力供給網を再構築する方法。
【請求項９】
−  前記供給網再構築モードにおいて、特に、前記少なくとも１基の風力発電設備の保証される最小電力を求める目的で、気象予報を捕捉するステップであって、前記気象予報が、
−  前記少なくとも１基の風力発電設備自身によって求められる、および／または、
−  前記少なくとも１基の風力発電設備によって、特に、前記供給網オペレータから、要求される、
ステップ、をさらに含む、
請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の、電力供給網を再構築する方法。
【請求項１０】
−  前記少なくとも１基の風力発電設備の保証される最小電力または前記保証される最小電力を、特に前記気象予報に基づいて求めるステップ、
をさらに含む、
請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の、電力供給網を再構築する方法。
【請求項１１】
−  前記風力発電設備の保証される最小電力の値または別の情報を、気象予報または前記気象予報に基づいて前記供給網オペレータに伝送するステップ、
をさらに含む、
請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の、電力供給網を再構築する方法。
【請求項１２】
−  前記第１の供給網セクションに、特に、気象予報または前記気象予報に基づく、および／または、前記供給網オペレータの所望の電圧の指定に基づく、前記供給網電圧と同期された電圧を、前記少なくとも１基の風力発電設備によって提供するステップであって、前記所望の電圧の指定が、気象予報に基づいて求められたものである、特に、前記供給網オペレータによって求められたものである、ステップ、
をさらに含む、
請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の、電力供給網を再構築する方法。
【請求項１３】
−  前記第１の供給網セクションに実質的に安定した電圧を提供する目的で、前記第１の供給網セクションに、所望の電圧の指定または前記所望の電圧の指定に基づいて実行される電圧安定化プロセスを使用して電圧が提供され、前記電圧安定化が、特に、無効電力を送り込むことによって実行される、
ことを特徴とする、
請求項１２に記載の、電力供給網を再構築する方法。
【請求項１４】
請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載の方法を実行するように構成されている複数の風力発電設備を備えたウインドファームによって、電力供給網を再構築する方法であって、前記ウインドファームが、少なくとも、４ＭＷと４００ＭＷの間の公称電力を有し、かつ前記第１の供給網セクションに結合されている、方法。
【請求項１５】
前記少なくとも１基の風力発電設備が、前記少なくとも１基の風力発電設備を前記第１の供給網セクションに接続するように構成されている、一次側および二次側を有する変圧器、を有し、この供給網セクションが、１０ｋＶと４００ｋＶの間の供給網公称電圧を有する、ことを特徴とする、請求項１４に記載の、ウインドファームによって電力供給網を再構築する方法。
【請求項１６】
風力発電設備であって、前記風力発電設備を制御する制御ユニットを備えており、前記風力発電設備が、請求項１から請求項１５のいずれか１項に記載の方法を実行するように前記制御ユニットによって制御される、ことを特徴とする、風力発電設備。
【請求項１７】
ウインドファームであって、請求項１６に記載の少なくとも１基の風力発電設備、および／または、請求項１から請求項１５のいずれか１項に記載の方法を実行するように前記ウインドファームを制御するウインドファーム制御ユニット、を備えている、ウインドファーム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、供給網オペレータの電力供給網を少なくとも１基の風力発電設備によって再構築する方法、に関する。さらに本発明は、風力発電設備と、ウインドファームとに関する。
【背景技術】
【０００２】
電力供給網（例えば欧州相互接続供給網（European interconnected grid））の運用は、一般的に公知である。
【０００３】
この場合における電力供給網は、極めて一般的には、供給網公称電圧および供給網公称周波数を有する複数の供給網セクションを有し、これらの供給網セクションは切替装置（switching device）を介して互いに接続されている。
【０００４】
この場合、供給網セクションは、互いに、水平に（すなわち同じ供給網公称電圧で）、かつ、垂直に（すなわち異なる供給網公称電圧で）配置されており、切替装置および場合によっては変電所を介して互いに接続されている。
【０００５】
この場合、切替装置は、電力供給網を保護する目的で設けられている。特に、供給網障害を有する供給網セクション（すなわち、いわゆる障害が発生した供給網セクション）を切り離すことによって、別の供給網セクションまたはさらなる供給網セクションの適切な（さらなる）運用が確保されるように意図されている。
【０００６】
（例えば供給網セクションにおいて複数の発電所が故障している結果としての）供給網のさまざまな障害や混乱（disruption）が、電力供給網の電圧（特に、障害が発生した供給網セクションの供給網電圧）のディップまたは異常または消失につながることがある。
【０００７】
したがって、この混乱によって影響される供給網セクションは、その対応する供給網セクションを適切に運転するには実質的に不十分である供給網電圧を有する。この場合、その対応する供給網セクションは、通常では切替装置によって、電圧が存在しない（voltage-free）ように切り替えられる（すなわち電力供給網から分離され、その供給網セクションに結合されている他の供給網セクションから切り離される）。これは、いわゆる停電とも呼ばれる。
【０００８】
大規模な混乱の場合、複数の供給網セクションがもはや供給網電圧を有さないことがあり、または（例えば２００３年にイタリアで、２０１１年に米国で起きたように）電力供給網が「ブラックアウト」することがある。
【０００９】
このような状況の場合、電力供給網の供給網オペレータまたは障害が発生した供給網セクションの供給網オペレータは、通常では、障害が解消した後、対応する供給網セクションまたは電力供給網を再び適切に運転する前に、従来の大型の発電所によって、供給網電圧を再構築して安定させる。特に、供給網オペレータは、電圧異常の場合に影響される供給網セクションにおける供給網電圧を再構築して安定させるために従来の発電所を提供する。この動作は、供給網の再構築（grid rebuilding）とも称される。
【００１０】
この場合、障害が発生した、または電圧が存在しない供給網セクションの供給網電圧を、停電状態から起動する（black start）ことのできる発電所によって、または切替装置を介して隣接しているさらなる供給網セクションによって、根本的に再構築することができる。
【００１１】
障害が発生した供給網セクションには、このような方法で、通常では不安定であり供給網セクションの供給網公称電圧より低い供給網再構築電圧が提供される。結果として、障害が発生した供給網セクションは再び供給網電圧を有するが、まだ適切に運転することはできない。
【００１２】
次に、供給網セクションを再び適切に運用することができるまで、供給網オペレータのスケジュールに従って、さらなる消費者および従来の発電所が徐々に接続される。
【００１３】
この時点で始めて、さらなる消費者および発電設備を供給網セクションに再び適切に接続し、供給網セクションを再び適切に運用することができる。
【００１４】
再生可能エネルギ発電設備がますます重要になりつつあることを考慮すると、電圧異常または「ブラックアウト」の場合に、電圧異常によって影響される供給網セクションの対応する供給網電圧が、多くの再生可能エネルギ発電設備を考慮することなく多数の従来の発電所によって安定化されることは、供給網を再構築するうえで重要でありうる。
【００１５】
本出願の優先権基礎出願において、ドイツ特許商標庁は、従来技術である特許文献１および特許文献２を調査した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】欧州特許第１９９３１８４号明細書
【特許文献２】欧州特許第１６６５４９４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
したがって本発明の目的は、上に言及した問題点の少なくとも１つに対処することである。特に、電力供給網の再構築時に、従来の発電所を大規模に使用する、および／または、従来の発電所のみを使用することなく、電力供給網の供給網セクションの供給網電圧を支援することを可能にする解決策を提案することである。しかしながら、本発明は、少なくとも、すでに公知の解決策の代替方法を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
したがって本発明は、供給網オペレータの電力供給網を少なくとも１基の風力発電設備によって再構築する、請求項１に記載の方法、を提案する。したがって、風力発電設備が第１の供給網セクションに接続されており、第１の供給網セクションが、供給網公称電圧を有し、少なくとも１つの切替装置を介してさらなる供給網セクションに結合されており、切替装置が、障害の場合に第１の供給網セクションを少なくとも１つのさらなる供給網セクションから切り離すように構成されている。
【００１９】
障害とは、特に、例えば第１の供給網セクションにおける短絡によってもたらされた、第１の供給網セクションの供給網電圧の電圧異常を意味するものと理解されたい。電圧異常の場合、影響を受ける供給網セクションは、通常ではもはや供給網電圧を有さない。しかしながら、障害は、同様に例えば第１の供給網セクションにおける短絡によってもたらされた電圧ディップをさらに意味するものとして理解されたい。電圧ディップの場合、影響を受ける供給網セクションは供給網電圧を有するが、この電圧は不安定である、および／または、低いため、その供給網セクションを適切に運用することができない。
【００２０】
本発明は、障害が発生した、または障害が検出された場合に、風力発電設備を監視モードで運転することを提案する。したがって少なくとも１基の風力発電設備が、通常運転モードから監視モードに変更する。監視モードにおいては、少なくとも１基の風力発電設備は、第１の供給網セクションに電力を送り込まずに、特に、この供給網セクションが供給網再構築電圧を有するかに関して、供給網セクションの状態をチェックする。
【００２１】
第１の供給網セクションの状態は、例えば電圧の捕捉によってチェックすることができ、または供給網オペレータから要求することができる。電圧の捕捉自体は、特に、少なくとも１基の風力発電設備によって、または対応するウインドファームのファーム制御装置によって、第１の供給網セクションの供給網電圧を測定することによって行うことができる。
【００２２】
したがって監視モードにおいては、その少なくとも１基の風力発電設備は、第１の供給網セクションに電力を送り込まず、同時に第１の供給網セクションの状態をモニターする。監視モードでは、第１の供給網セクションに供給網再構築電圧が存在するか（すなわち特に、第１の供給網セクションが再び供給網電圧を有するかまたは準安定な電圧を有するか）を判定する目的で、供給網電圧がさらに捕捉されることが好ましい。この場合、供給網電圧は、少なくとも１基の風力発電設備によって（例えば電圧測定装置によって）捕捉することができる。この場合、供給網再構築電圧とは、特に、供給網公称電圧の許容範囲内である絶対値を有する安定した供給網電圧である。許容範囲は、例えば供給網公称電圧の１０％とすることができ、結果として対応する電圧は、供給網公称電圧の９０％〜１１０％に達する。このような電圧は、安定しているとみなされる。したがって、供給網電圧が特に数分（例えば１０分以上）にわたり許容範囲内で安定しているならば、供給網再構築電圧が存在する。
【００２３】
少なくとも１基の風力発電設備は、監視モードにおいては、自身の需要に必要なだけの電気エネルギをさらに生成することが好ましい。このことは例えば、少なくとも１基の風力発電設備を、出力を大幅に絞って（例えば風力発電設備の公称電力の１％で）運転することによって、達成することができる。この場合、出力を絞った運転中に生成されるこの電気エネルギは、例えば、その少なくとも１基の風力発電設備の標識装置を動作させるために、および／または、その少なくとも１基の風力発電設備の加熱システムを動作させるために、および／または、供給網オペレータを対象とする通信装置に給電するために、および／または、（特に、その少なくとも１基の風力発電設備を風の方に回転させる、または風上に向ける目的で）その少なくとも１基の風力発電設備のナセルの方位角を調整するために、使用される。したがって、少なくとも１基の風力発電設備の監視モードは、少なくとも１基の風力発電設備が自身に電気エネルギを供給する自己需要モード（自己維持モードと称することもできる）を備えていることが好ましい。
【００２４】
監視モードにおいて、供給網再構築電圧（特に、第１の供給網セクションを少なくとも１基の風力発電設備によって再構築するために使用することのできる供給網電圧）が存在することが判定された場合、本発明は、その風力発電設備を供給網再構築モードで運転する、またはこのモードに変更することを提案する。したがって、特に、供給網電圧を支援する目的で、第１の供給網セクションが供給網再構築電圧を有する場合には、少なくとも１基の風力発電設備が自身の運転モードを、好ましくは監視モードから供給網再構築モードに変更することを提案する。
【００２５】
供給網再構築モードにおいては、風力発電設備は、所望の電圧に基づく制御プロセスを有することが好ましい。したがって風力発電設備は、供給網の再構築時に供給される自身の無効電力を、供給網電圧ができる限り安定に維持されるように変化させる。したがって風力発電設備は、実質的に供給網電圧を安定に維持するために必要な、特に、供給網電圧を許容範囲（一実施形態においては供給網公称電圧の９０％〜１１０％）内に維持するために必要な無効電力を、第１の供給網セクションに送り込む。この場合、風力発電設備は、供給網再構築モードにおいて第１の供給網セクションの供給網電圧を捕捉することが好ましい。特に好ましい一実施形態においては、少なくとも１基の風力発電設備によって送り込まれる有効電力も、供給網オペレータによって指定される所望の有効電力値によって制御される。したがって、無効電力は、所望の電圧に基づいて設定され、有効電力は、供給網オペレータによって指定される所望の有効電力値まで追跡される。
【００２６】
障害が去った場合、風力発電設備は依然として通常運転モードで運転される、または再び通常運転モードで運転される。これは、障害が去ったことを示す供給網運用信号に応えて行われることが好ましい。通常運転モードにおいては、風力発電設備は、特に、卓越風および／または第１の供給網セクションの供給網周波数に基づいて、有効電力および無効電力を再び送り込む。
【００２７】
障害は、第１の供給網セクションにおける電圧降下、および／または、第１の供給網セクションにおける過周波数（overfrequency）、および／または、第１の供給網セクションにおける不足周波数（underfrequency）、であることが好ましい。
【００２８】
したがって障害は、少なくとも１基の風力発電設備が接続されている供給網セクションにおいて発生する。
【００２９】
障害は、電圧降下（特に、電圧ディップ）でもあり、この場合、供給網電圧は、供給網公称電圧より実質的に低い（例えば供給網公称電圧の９０％未満である）少なくとも１つの電圧値に達するのみである。この電圧値は、供給網セクションまたは電力供給網の構造によっては、供給網公称電圧の９０％未満であることもある。
【００３０】
しかしながら、障害は、過周波数または不足周波数であることもある。過周波数は、例えば、供給網の周波数が５２．５Ｈｚを超えており、かつ供給網の公称周波数が５０Ｈｚである場合に存在する。不足周波数は、例えば、供給網の周波数が４７．５Ｈｚに達せず、かつ供給網の公称周波数が５０Ｈｚである場合に存在する。したがって障害は、供給網周波数によって捕捉することもできる。障害を判定する目的で供給網周波数を捕捉するときには、供給網周波数が低下する前に供給網周波数が障害を示し得ることが特に有利である。特に好ましい一実施形態においては、供給網電圧が供給網公称電圧の９０％未満であり、かつ、供給網周波数が、４７．５Ｈｚ〜５２．５Ｈｚに定義される周波数範囲の外側である場合に、障害が存在する。
【００３１】
障害は、供給網オペレータからのメッセージによって、および／または、第１の供給網セクションの供給網電圧を捕捉することによって、判定されることが好ましく、このようにして捕捉される供給網電圧は、供給網公称電圧の９０％未満である。
【００３２】
したがって、この提案の場合、障害は、特に、好ましくは第１の供給網セクションにおいて供給網電圧を測定することによって、供給網オペレータによって判定される。次に、このようにして捕捉された供給網電圧が、少なくとも１基の風力発電設備に送信される。これに加えて、またはこれに代えて、障害は、特に、少なくとも１基の風力発電設備自身による捕捉、または少なくとも１基の風力発電設備を有するウインドファームの制御ユニットによる捕捉によって、判定される。特に好ましくは、障害が供給網オペレータによって少なくとも１基の風力発電設備に報告され、次にその風力発電設備自身が、例えば第１の供給網セクションの供給網電圧を測定することによって、障害が実際に存在するかをチェックする。測定された供給網電圧も、供給網公称電圧を中心とする許容範囲の外側である場合にのみ、障害が存在する。測定された供給網電圧は、供給網公称電圧の９０％未満であることが好ましい。
【００３３】
障害が去ったことは、供給網オペレータからのメッセージによって、および／または、第１の供給網セクションの供給網電圧を捕捉することによって、検出されることが好ましく、このようにして捕捉された供給網電圧は、前に供給網公称電圧の７０％、好ましくは９０％より低かった場合には、７０％より高い、好ましくは９０％より高い。特に、供給網電圧が少なくとも所定の最小期間にわたりそれぞれの値を上回っていることを提案する。
【００３４】
これに加えて、またはこれに代えて、障害の終了は、周波数安定性を捕捉することによって捕捉することができ、周波数安定性は、供給網周波数が所定の期間にわたり許容範囲内である場合に存在し、許容範囲は、上限および下限を有し、特に、上限が供給網公称周波数より高く、かつ下限が供給網公称周波数より低く、特に、上限が５１Ｈｚであり下限が４９Ｈｚであり、かつ供給網公称周波数が５０Ｈｚである、および／または、第１の供給網セクションに送り込まれる無効電力を変化させて第１の供給網セクションを観察するように構成されている供給網検出ユニットによって、障害の終了を捕捉することができる。
【００３５】
したがって障害は、障害が去ったことを供給網オペレータが報告するまで存在する。したがって障害は、特に、障害が存在することを示す供給網オペレータからのメッセージから、その障害が去ったことを示す供給網オペレータからのメッセージまで、定義されている。したがって、報告された障害は、電力供給網における実際の物理的な障害よりも相当に長く存在することがある。この場合、少なくとも１基の風力発電設備がいつ通常運転モードに再び変更するのが有益であるかを、供給網オペレータ（電力供給網の相当に深い知識をしばしば有する）が決定できることが特に有利である。
【００３６】
これに代えて、供給網公称電圧の７０％より高い第１の供給網セクションの供給網電圧が捕捉されたときに、障害は去っている。捕捉は、供給網オペレータと、風力発電設備または少なくとも１基の風力発電設備を有するウインドファームの制御ユニットの両方によって、行うことができる。この場合、第１の供給網セクションの供給網電圧を測定することによって、捕捉を行うことができる。
【００３７】
特に好ましくは、障害が去ったことを供給網オペレータが少なくとも１基の風力発電設備に報告し、次にその風力発電設備が、供給網電圧が供給網公称電圧の９０％より高いかを自身でチェックしたときに、障害は去っている。したがって、障害が去ったことを供給網オペレータが報告し、さらに供給網電圧が供給網公称電圧の９０％より実際に高いときにのみ、障害は去っている。
【００３８】
１つの変形形態では、第１の供給網セクションのサイズを求める目的で、好ましくは第１の供給網セクションの静力学（statics）を求める目的で、供給網を励起し（excite）、第１の供給網セクションを観察するように構成されている供給網検出ユニット、を提案する。したがって、安定した周波数を捕捉することによって、および／または、例えば第１の供給網セクションのインピーダンスを使用して第１の供給網セクションのサイズを推定することによって、および／または、供給網の静力学を推定することによっても、障害が去ったことを判定することができる。これは例えば、送り込まれる無効電力を変化させ、次に供給網周波数および／または供給網電圧を観察することによって、行うことができる。無効電力が一時的に増大し、電圧または周波数が大きく変化する場合、第１の供給網セクションは小さく、まだ完全には再構築されていない。これに対して、第１の供給網セクションに送り込まれる無効電力の変化に対する応答が小さい場合、障害が去ったと想定することができる。
【００３９】
供給網再構築モードは、好ましくは供給網電圧が実質的に安定しているときに、風力発電設備が第１の供給網セクションの供給網電圧と同期している同期運転、を含むことが好ましい。
【００４０】
したがって、少なくとも１基の風力発電設備の供給網再構築モードは、同期運転をさらに含む。風力発電設備は、同期運転時、特に、供給網再構築電圧を有する第１の供給網セクションに接続するための同期条件が満たされているか（すなわち風力発電設備の端子電圧と供給網再構築電圧が、それらの周波数および絶対値に関して一致しておりかつ同じ位相角を有するか）をチェックする。その少なくとも１基の風力発電設備がウインドファームを形成している場合、同期運転は、ウインドファームの端子電圧が供給網再構築電圧と同期するようにウインドファーム内の風力発電設備を制御するウインドファーム制御装置によって、行われる。特に好ましい一実施形態においては、同期または同期運転は、最初に行われる、好ましくは、供給網電圧が実質的に安定している（すなわち供給網を再構築するのに適している）ときに行われるのみである。
【００４１】
供給網再構築モードは電力制御プロセスを備えており、このプロセス時、風力発電設備は、所望の電力値に基づいて第１の供給網セクションに電力を送り込む（所望の電力値は供給網オペレータによって指定されることが好ましい）、および／または、残りのシステムの逸脱の場合に、特にＩ−コントローラを使用して、電力がゆっくり追跡されるように電力を増大させる。
【００４２】
したがって供給網を再構築するステップは、好ましくは同期運転のために、少なくとも１基の風力発電設備の電力（特に有効電力）を制御するために使用される電力制御プロセスを備えている。この場合、制御は、少なくとも１基の風力発電設備によってどのくらいの電力が第１の供給網セクションに送り込まれるように意図されるかを指定する所望の電力値に基づいて行われる。この所望の電力値は、例えばランプ関数によって供給網オペレータによって指定されることが好ましい。この場合、供給網オペレータによる指定は、風力発電設備の制御装置に記憶しておくことができる、または供給網オペレータによって直接送信することができる。したがって風力発電設備は、電力制御プロセスを備えた制御装置を有し、制御装置は、ハードウェアとして、およびソフトウェアの両方として実施することができ、供給網を再構築するための所望の電力値を供給網オペレータから受信する、および／または、供給網オペレータからの所望の電力値を記憶するように構成されている。特に好ましい一実施形態においては、有効電力が、無効電力の制御とは独立して制御される。
【００４３】
これに加えて、またはこれに代えて、供給網公称周波数からの供給網周波数の逸脱に対して、逸脱が最小になるように電力が追跡される。したがって電力は、例えばＩ−コントローラを介して、Ｉ−コントローラが供給網公称周波数からの供給網周波数の周波数逸脱を打ち消すように、制御される。
【００４４】
電力制御プロセスは、周波数安定化プロセスを有することが好ましく、周波数安定化プロセスは、第１の供給網セクションの周波数を安定させるために必要な場合に、電力の一部を解放する（特に、電力の一部を送り込む）目的で、電力の一部を維持する、および／または、第１の供給網セクションが、過周波数である供給網周波数を有する場合に、電力の送り込みを制限する。
【００４５】
したがって電力制御プロセスは、周波数安定化のために電力の一部を使用する目的で（すなわち電力供給網の電圧の周波数を支援できるように）、電力の一部を意図的に維持するように設計されている。例えば、電力制御プロセスは、送り込まれる有効電力を指定する傾きを有する有効電力ランプを有する。現時点でランプが、例えば風が弱すぎる理由で、風力発電設備の供給可能な実際の電力よりも高い所望の有効電力値を有する場合、有効電力ランプが下方に補正され、正確に言えば、新しい所望の有効電力値が風力発電設備の供給可能な実際の電力より小さいように、特に、ランプの傾きが小さくされる。この場合、所望の有効電力値と供給可能な実際の電力との差が、第１の供給網セクションの周波数を安定させるために必要である場合に解放する目的で意図的に維持される電力を形成する、またはその電力を供給網オペレータに提示し、供給網オペレータによって要求されたときにそれに応じてその電力を送り込む目的で意図的に維持される電力を形成する。したがって、少なくとも１基の風力発電設備による送り込みは、必要な場合に一部を維持する目的で、周波数安定化によって抑制される。
【００４６】
この場合、少なくとも１基の風力発電設備が、本発明に係る方法を実行することによって、第１の供給網セクションの周波数を安定に維持するために、および／または、電力供給網の周波数を安定させるために使用することのできる制御電力を追加的に提供するように構成されていることが、特に有利である。これに加えて、風力発電設備は、この制御電力を特に迅速に提供することができる。
【００４７】
これに加えて、またはこれに代えて、電力制御プロセスは、第１の供給網セクションが過周波数を有する場合に少なくとも１基の風力発電設備によって送り込まれる電力を制限するリミッタを有する。過周波数は、例えば、第１の供給網セクションが５０Ｈｚの供給網公称周波数を有し、かつ供給網周波数が５２．５Ｈｚより高い、または５２．５Ｈｚより高い供給網周波数が捕捉される場合に、存在する。
【００４８】
風力発電設備は、その公称電力の所定の部分、特に少なくとも５％、特に少なくとも１０％を、制御電力として維持するように、および／または、第１の供給網セクションにおいて発生する周波数変動を最小にする目的で必要な場合にその制御電力を送り込むように、および／または、さらなる制御方策用にその制御電力を供給網オペレータが識別できるようにする、特に、その制御電力を報告するように、運転されることが好ましい。
【００４９】
したがって風力発電設備は、特に供給網再構築モード時には、その公称電力の少なくとも５％を制御電力として維持し、第１の供給網セクションにおいて発生する周波数変動を解消する目的で必要な場合にのみその制御電力を送り込むように、運転される。特に好ましい一実施形態においては、風力発電設備は、第１の供給網セクションの状態に関係なく、その公称電力の少なくとも５％を制御電力として維持するように、運転される。
【００５０】
これに加えて、またはこれに代えて、風力発電設備は、周波数の逸脱に基づいて制御される。したがって風力発電設備は、有効電力を第１の供給網セクションに送り込み、この電力は、所定の所望の周波数からの供給網周波数の逸脱に基づいて、例えばＰ−コントローラによって設定される。特に好ましい一実施形態においては、風力発電設備は、さらにＩ−コントローラを有し、Ｉ−コントローラは、周波数の逸脱に対して、供給網公称周波数からの供給網周波数の逸脱が最小になる、または調整されるように、送り込まれる有効電力を変化させる（好ましくはゆっくり変化させる）ように構成されている。
【００５１】
供給網再構築モードにおいては、特に、少なくとも１基の風力発電設備の保証される最小電力を求める目的で、気象予報が捕捉されることが好ましく、気象予報は、少なくとも１基の風力発電設備自身によって求められる、および／または、少なくとも１基の風力発電設備によって、特に供給網オペレータから、要求される。
【００５２】
したがって供給網再構築モードは、好ましくは同期運転および電力制御プロセスのための気象予報を有する。気象予報は、少なくとも次の２時間（好ましくは４時間）について、少なくとも１基の風力発電設備を対象に卓越風の状態を予測するのに少なくとも適していることが好ましい。この場合、卓越風の状態は、少なくとも風速および風向を含むことが特に好ましい。
【００５３】
風速は、海水面に標準化された平均風速であることが好ましい。この場合、風力発電設備の発電量を計算する目的で、この平均風速を、対応する風力発電設備のハブの高さに変換するために、補正係数が使用される。平均風速は、１５分間隔で平均される風速であることが特に好ましい。
【００５４】
少なくとも１基の風力発電設備の保証される最小電力は、気象予報によってと、特に、その少なくとも１基の風力発電設備の位置（例えば沿岸または沖合）に関連する地理的データを考慮して、求められる。この場合、気象予報自体は、少なくとも１基の風力発電設備自身によって、または供給網オペレータによって、行うことができ、後者の場合、供給網オペレータは、気象予報を少なくとも１基の風力発電設備に送信することが好ましい。次に、保証される最小電力が、その少なくとも１基の風力発電設備またはそのオペレータによって求められる。
【００５５】
少なくとも１基の風力発電設備の保証される最小電力は、特に、気象予報に基づいて求められることが好ましい。
【００５６】
したがって供給網の再構築は、特に気象予報に基づいて求められる保証される最小電力を求めるステップ、をさらに含む。保証される最小電力とは、所定の期間または要求される期間中に風力発電設備によって提供することのできる電力であり、この値は既知でもあり、したがって保証することができる、または少なくとも３σ、好ましくは５σの確率で確保される。したがって、保証される最小電力は、少なくとも９３．３％の確率で確保されるかまたは保証される、好ましくは少なくとも９９．７７％の確率で確保されるかまたは保証される。この場合、特に気象予報に基づいて、どれくらいの風力が少なくとも利用可能であるかをチェックする。したがって、気象予報の変動幅が付随して考慮され、いかなる場合にも提供することのできる電力が基本的に採用される。したがって供給網は、保証される最小電力に基づいて再構築される。したがって特に、風力発電設備の制御装置が、保証される最小電力に基づいてパラメータ化される。例えば、次の４時間について、２ＭＷの保証される最小電力が気象予報に基づいて求められ、風力発電設備自体は４ＭＷの公称電力を有する。この場合、最大の所望値が２ＭＷであるように、制御装置（特に電力制御プロセス）が調整される。この調整は、例えば、電力ランプを変更する、またはリミッタを制限もしくはパラメータ化することによって、行うことができる。
【００５７】
少なくとも１基の風力発電設備の保証される最小電力の値または別の情報項目は、気象予報に基づいて供給網オペレータに伝送されることが好ましい。
【００５８】
この場合、気象予報に基づいて求められた保証される最小電力の値、または保証される最小電力に関連する情報項目は、例えば少なくとも１基の風力発電設備自身によって、または少なくとも１基の風力発電設備のオペレータによって、供給網オペレータに伝送される。したがって供給網オペレータは、その少なくとも１基の風力発電設備、または保証される電力としてその風力発電設備によって示された電力を、供給網を再構築するための固定変数として付随して考慮することができる。
【００５９】
したがってこの場合、供給網を再構築する状況において、供給網オペレータも、対応する供給網セクションのために利用可能な電力を極めて高い精度で求めることができ、その利用可能な電力に従って、供給網を再構築するための対応するスケジュールを選択できることが、特に有利である。このような手順によって、供給網オペレータが、目標の（特に、最適化された）所望の値、特に、供給網を再構築するための、有効電力ランプおよび無効電力ランプの形での所望の有効電力値および無効電力値を、少なくとも１基の風力発電設備に指定することがさらに可能になる。
【００６０】
第１の供給網セクションには、特に、気象予報に基づく、および／または、供給網オペレータの所望の電圧の指定に基づく、供給網電圧と同期した電圧が、少なくとも１基の風力発電設備によって提供されることが好ましく、所望の電圧の指定は、気象予報に基づいて求められたものであり、特に、供給網オペレータによって求められたものである。
【００６１】
したがって、少なくとも１基の風力発電設備およびウインドファームは、供給網電圧と同期しており、かつ、周波数、絶対値、および位相角に関して供給網電圧と実質的に同じである端子電圧を、提供する。この電圧は、供給網オペレータによる所望の電圧の指定に基づいて設定されることが好ましく、所望の電圧の指定は、特に、気象予報に基づく所望の電圧値の絶対値を指定する。例えば気象予報は、次の数時間における卓越風の状態が、少なくとも１基の風力発電設備を公称電力で運転可能であるために十分であることを伝える。この場合、所望の電圧の指定は、供給網公称電圧より高い（例えば供給網公称電圧の１０５％である）所望の電圧値を有する。卓越風の状態が少なくとも１基の風力発電設備の公称電力の５０％のみに対して十分であることを気象予報が伝える場合、所望の電圧の指定は、例えば、供給網公称電圧より低い（例えば供給網公称電圧の９５％である）所望の電圧値を有する。次に風力発電設備は、特に、第１の供給網セクションの供給網電圧を支援する目的で、所望の電圧の指定の所望の電圧値に対応する無効電力を送り込む。したがって風力発電設備は、少なくとも１０分間、好ましくは少なくとも３０分間、特に好ましくは少なくとも２時間について予測された好ましくは風力および風向に基づいて、気象に依存する無効電力を送り込むステップを有する。
【００６２】
第１の供給網セクションに、実質的に安定した電圧を提供する目的で、第１の供給網セクションには、所望の電圧の指定に基づいて実行される電圧安定化プロセスを使用して電圧が提供されることが好ましい。電圧安定化プロセスは、特に、無効電力を送り込むことによって実行される。
【００６３】
したがって風力発電設備は、所望の電圧の指定に基づいて供給網電圧を安定に維持するように、特に、供給網公称電圧の１０％の許容範囲内に供給網電圧を維持する（結果として供給網電圧は供給網公称電圧の９０％〜１１０％の範囲内である）ように構成されている、無効電力を送り込むステップを、少なくとも有する。したがって無効電力の送り込みは、少なくとも制御装置から形成され、制御装置の入力変数が、捕捉された供給網電圧であり、制御装置の出力変数が、所望の無効電力値である。特に好ましい一実施形態においては、所望の無効電力値は、この場合には気象予報に基づいて設定される。
【００６４】
本発明は、上に説明した、または後から説明する方法を実行するように構成されている複数の風力発電設備を備えたウインドファームによって、電力供給網を再構築する方法であって、ウインドファームが、少なくとも４ＭＷ〜４００ＭＷの範囲内の公称電力を有し、かつ第１の供給網セクションに結合されている、方法、をさらに提案する。
【００６５】
したがって、上に説明した、または後から説明する方法を、ウインドファームを形成している複数の風力発電設備を使用して実行することを提案する。この場合、ウインドファームは、特に共通の供給網接続点を介して電力供給網に接続されている複数の風力発電設備の機能上の組合せである。
【００６６】
この場合、電力供給網を再構築する目的で、供給網オペレータが、多数の風力発電設備と通信するのではなく、ウインドファームの制御装置とのみ通信すればよいことが特に有利である。
【００６７】
少なくとも１基の風力発電設備は、少なくとも１基の風力発電設備を第１の供給網セクションに接続するように構成されている、一次側および二次側を有する変圧器、を有することが好ましく、第１の供給網セクションは、１０ｋＶ〜４００ｋＶの範囲内の供給網公称電圧を有する。
【００６８】
したがって、ウインドファームが接続されている供給網セクションは、１０ｋＶ〜４００ｋＶの範囲内の供給網公称電圧を有する。供給網セクションは、変圧器の二次側に接続されており、結果として風力発電設備は、対応する電圧を供給網セクションに提供するように構成されている。
【００６９】
本発明は、風力発電設備を制御する制御ユニットを備えた風力発電設備であって、風力発電設備が、上に説明した、または後から説明する方法を実行するように制御ユニットによって制御される、風力発電設備、をさらに提案する。
【００７０】
したがって、この風力発電設備は、少なくとも１つの制御ユニットを有し、この制御ユニットは、第１の運転モード（特に、通常運転モード）、第２の運転モード（特に、監視モード）、および第３の運転モード（特に、供給網再構築モード）によって送り込まれる有効電力および送り込まれる無効電力を制御するように構成されている。この場合、制御ユニットは、少なくともときおり気象予報に基づいて風力発電設備を制御するように構成されていることが好ましい。制御ユニットは、供給網を再構築する目的で供給網オペレータとデータを互いに交換するように構成されている通信装置、をさらに備えていることが好ましい。このような通信装置は、無線通信を実行する、または確立するように構成されていることが好ましい。
【００７１】
以下では本発明について、添付の図面を参照しながら、一例として例示的な実施形態に基づいてさらに詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】風力発電設備の斜視図を概略的に示している。
【図２】電力供給網の構造を概略的に示している。
【図３】本発明に係る方法の方法手順を概略的に示している。
【図４】さらなる実施形態における、本発明に係る方法の方法手順を概略的に示している。
【発明を実施するための形態】
【００７３】
図１は風力発電設備１００を示しており、風力発電設備１００は、制御ユニットによって、電力供給網を再構築する方法を実行するように構成されている。この風力発電設備は、タワー１０２およびナセル１０４を有する。ナセル１０４には、３枚のローターブレード１０８およびスピナー１１０を有するローター１０６が配置されている。ローター１０６は、動作時、風によって回転し、したがってナセル１０４内の発電機を駆動する。
【００７４】
図２は、三相電力供給網の構造を概略的に示している。
【００７５】
電力供給網２００は、それぞれが２５ｋＶの供給網公称電圧を有する第１の供給網セクション２１０およびさらなる供給網セクション２２０を有する。第１の供給網セクション２１０およびさらなる供給網セクション２２０は、これらのセクションの間で電気エネルギを伝送する目的で、切替装置２３０を介して互いに結合されている。切替装置２３０は、障害の場合に第１の供給網セクション２１０をさらなる供給網セクション２２０から切り離すようにも構成されている。
【００７６】
第１の供給網セクション２１０およびさらなる供給網セクション２２０は、変圧器２３２，２３４およびさらなる切替装置２３６，２３８を介して、例えば１１０ｋＶの供給網公称電圧を有する別の供給網セクションにさらに結合されている。
【００７７】
好ましくはウインドファームＷＰ１の形である少なくとも１基の風力発電設備２４０は、供給網接続点２４２を介して、第１の供給網セクション２１０、したがって電力供給網２００に接続されている。少なくとも１基の風力発電設備２４０は、第１の供給網セクション２１０の状態を捕捉する（特に、第１の供給網セクション２１０の供給網電圧を捕捉する）手段（２４４）、をさらに有する。
【００７８】
少なくとも１基の風力発電設備２４０は、特に、障害を捕捉し、所望の値を取得する目的で、通信装置２４６，２４７（図にはデータ回線として示してある）を介して供給網オペレータ２５０にさらに接続されている。この場合、データ回線は、例えばリップル制御信号の形であり、データは、電力線通信または光ファイバを介して送信される。通信装置２４６，２４７は、さらなるデータ（例えば、風速および風向を含む気象予報、または少なくとも１基の風力発電設備の保証される最小電力）を送信するために使用することもできる。通信装置２４６，２４７は、ワイヤレス（例えば無線またはＷＬＡＮを使用する）であることが好ましい。
【００７９】
少なくとも１基の風力発電設備２４０は、さらなる通信装置２４８，２４９を介して別の風力発電設備２６０（特に、別のウインドファームＷＰ２）にさらに接続されている。これらの別の風力発電設備は、データを互いに交換する目的で、通信装置２６４，２６６を介して供給網オペレータ２５０に同様に接続することができる。
【００８０】
供給網オペレータは、さらなる発電設備２７０を制御する目的で、さらなる発電設備２７０にさらに接続されている。このことは、一例として、通信装置２７２，２７４を介して供給網オペレータに接続されている発電所２７０によって示してあり、発電所２７０は、さらなる供給網セクション２２０に接続されている。
【００８１】
いま、例えば第１の供給網セクション２１０において障害２８０が発生した場合、切替装置２３０がトリガーされ、第１の供給網セクションをさらなる供給網セクション２２０から切り離す。すると第１の供給網セクションには電圧が存在しなくなり、すなわち第１の供給網セクションは０ｋＶの供給網電圧を有する。この場合、供給網オペレータが障害Ｆを少なくとも１基の風力発電設備２４０に報告し、その時点で少なくとも１基の風力発電設備２４０は、通常運転モードから監視モードに変更する。さらに供給網オペレータ２５０は、混乱２８０を排除し、スケジュールによって第１の供給網セクションに供給網再構築電圧を提供し、この供給網再構築電圧は、例えば第１の供給網セクションの供給網公称電圧の７０％より高い。したがって供給網再構築電圧は、少なくとも１基の風力発電設備２４０によって提供されるのではなく、少なくとも１基の風力発電設備によって支援されるのみである。
【００８２】
図３は、本発明に係る方法３００の方法手順を概略的に示している。
【００８３】
風力発電設備は、最初は通常運転モードで運転され、すなわち風力発電設備は、電力供給網の第１の供給網セクションに有効電力および／または無効電力を送り込み、この供給網セクションは供給網周波数を有する。この場合、有効電力および／または無効電力は、卓越風に基づいて、および／または、供給網周波数に基づいて、送り込まれる。このことは、ＮＯＲブロック３１０によって示してある。
【００８４】
いま、第１の供給網セクションにおいて障害（特に、電圧降下）が発生した場合、その結果としてこの供給網セクションは、もはや供給網電圧を有さず、電力供給網の切替装置が、第１の供給網セクションをさらなる供給網セクションから切り離す。したがって障害が存在し、少なくとも１基の風力発電設備によって捕捉される。このことは、ＥＲＲブロック３２０によって示してある。
【００８５】
この障害が理由で、風力発電設備は通常運転モードから監視モードに変更する。監視モードにおいては、風力発電設備はもはや電力を送り込まず、供給網セクションの状態を電圧捕捉によって監視する。このことは、ＷＡＳブロック３３０によって示してある。
【００８６】
次に供給網オペレータが、この供給網セクションを再構築する目的で（特に、供給網電圧を再構築する、または回復させるために）、スケジュールを開始する。この時間の間、風力発電設備は、供給網セクションが供給網再構築電圧を有するまで、供給網電圧を捕捉する。このことは、ＲＶＯブロック３４０によって示してある。
【００８７】
風力発電設備によって供給網再構築電圧が捕捉されると、風力発電設備は監視モードから供給網再構築モードに変更し、供給網再構築モードでは、風力発電設備は所望の値に基づいて供給網電圧を支援する。このことは、ＧＢＭブロック３５０によって示してある。
【００８８】
風力発電設備は、障害が去ったことを供給網オペレータが報告するまで、供給網再構築モードで運転される。この報告は、ＣＬＥブロック３６０によって示してある。
【００８９】
障害が去ったことを供給網オペレータが報告すると、風力発電設備は、供給網再構築モードから通常運転モードに変更する、または通常運転モードに戻る。このことは、第２のＮＯＲブロック３７０によって示してあり、このブロックは第１のＮＯＲブロック３１０に対応しうる。
【００９０】
図４は、特に好ましい一実施形態における、本発明に係る方法の方法手順４００を概略的に示している。
【００９１】
この場合、本方法は、実質的に、監視モード４３０と、供給網再構築モード４５０と、通常運転モード４９０とに細分される。
【００９２】
少なくとも１基の風力発電設備またはウインドファームは、最初に通常に運転される、または通常運転モードで運転されており、すなわち少なくとも１基の風力発電設備またはウインドファームは、有効電力および／または無効電力を電力供給網の第１の供給網セクションに送り込み、有効電力および／または無効電力は、卓越風に基づいて、および／または、供給網周波数に基づいて、送り込まれる。少なくとも１基の風力発電設備またはウインドファームは、通常運転モードにおいては、さらに第１の供給網セクションの供給網電圧をモニターする。このことは、ＮＯＲブロック４１０によって示してある。
【００９３】
ＮＰＭブロック４１２は、少なくとも１基の風力発電設備またはウインドファームが、通常運転モードにおいて、卓越風に基づいて、および／または、供給網周波数に基づいて、有効電力および／または無効電力を第１の供給網セクションに送り込むことを示している。
【００９４】
いま、少なくとも１基の風力発電設備またはウインドファームが混乱を認識した場合（これはＧＶＥブロック４１４によって示してある）、少なくとも１基の風力発電設備またはウインドファームは、この混乱を、そのタイプについてチェックする。このことは、ＣＶＥブロック４１６によって示してある。
【００９５】
この場合、特に、混乱のデータを比較することによって、および／または、供給網オペレータによって直接的に、および／または、同様に第１の供給網セクションに接続されている別の生成者によって、混乱がチェックされる。この手順は、ＧＯＥブロック４１８によって示してある。比較によって、特に、第１の供給網セクションに通常の混乱ＮＶＥが存在するのか障害ＥＲＲが存在するのかが判定される。
【００９６】
通常の混乱（すなわち例えば短期間の周波数変動）が存在する場合（これはＮＶＥブロック４２２によって示してある）、少なくとも１基の風力発電設備またはウインドファームは、供給網支援モードに変更する。このことは、ＳＷＭブロック４２４によって示してある。
【００９７】
少なくとも１基の風力発電設備またはウインドファームは、周波数変動が去るまで、この供給網支援モードを維持する。ＣＬＮブロック４２６は、周波数変動が去ったことを示している。周波数変動が去ったかどうかは、少なくとも１基の風力発電設備またはウインドファーム自身によって捕捉することができる、または供給網オペレータから要求することができる。
【００９８】
周波数変動が去ると、少なくとも１基の風力発電設備またはウインドファームは、再び通常運転モードに戻る。このことは、ＮＯＲブロック４２８によって示してある。
【００９９】
しかしながら、障害が存在する場合（これはＥＲＲブロック４１９によって示してある）、少なくとも１基の風力発電設備またはウインドファームは、本発明によれば、監視モードに変更し、監視モードはＷＡＳブロック４３０によって示してある。
【０１００】
監視モードにおいては、少なくとも１基の風力発電設備またはウインドファームは、電力供給網に電力を送り込まない。このことはＳＳＭブロック４３２によって示してある。少なくとも１基の風力発電設備は、監視モードにおいては、自身の需要に必要なだけの電力をさらに生成することが好ましい。
【０１０１】
監視モードにおいては、少なくとも１基の風力発電設備またはウインドファームは、さらに、気象予報Ｗを継続的に生成する、または、供給網オペレータもしくは別の提供者からの気象予報Ｗを要求する。少なくとも１基の風力発電設備またはウインドファームは、これらの気象予報に基づいて、保証される最小電力Ｐを供給網オペレータに送信する。しかしながら、設備オペレータおよび／または中央制御室を介して気象予報を受信する、および／または送信することもでき、中央制御室は、複数の異なる設置場所における複数の風力発電設備を管理または制御する責務を負う。このことは、ＧＯＷブロック４３４によって示してある。同時に、監視モードにおいては、少なくとも１基の風力発電設備またはウインドファームは、特に、第１の供給網セクションに供給網再構築電圧ＲＶＯが存在するかに関して、第１の供給網セクションの状態をチェックする。このことは、ＧＷＲブロック４３６によって示してある。
【０１０２】
供給網再構築電圧が存在する（このことはＲＶＯブロック４４０によって示してある）場合、少なくとも１基の風力発電設備またはウインドファームは供給網再構築モードに変更し、供給網再構築モードはＧＢＭブロック４５０によって示してある。
【０１０３】
供給網再構築モードにおいては、少なくとも１基の風力発電設備またはウインドファームは、この場合には最初に電力を第１の供給網セクションに送り込むことなく、第１の供給網セクションの供給網再構築電圧と同期する。この場合、風力発電設備は、卓越風の風速において通常使用される、しばしば速度／電力特性曲線に基づいて決定され得る速度より高い速度で、運転されることが好ましい。したがって、ウインドファーム内の１基または複数基の風力発電設備は、供給網再構築モードにおいては超過速度を有する。このことは、ＺＰＭブロック４５２によって示してある。これに加えて、少なくとも１基の風力発電設備またはウインドファームは、供給網再構築のための指定され得る所望の値を要求する、または受信し、これらの所望の値は、保証される最小電力に基づいて供給網オペレータによって求められたものである。このことは、ＶＣＯブロック４５４によって示してある。
【０１０４】
供給網オペレータによるランプ指定（これはＲＡＭブロック４５６によって示してある）の結果として、風力発電設備は、送り込まれる電力（特に、送り込まれる有効電力）をゆっくりと連続的に増大させ始める。したがって、少なくとも１基の風力発電設備またはウインドファームは、供給網再構築モードの間、第１の供給網セクションの周波数の周波数安定化に関与する。このことは、ＦＢＭブロック４５８によって示してある。
【０１０５】
周波数安定化（これはＦＢＭブロック４５８によって示してある）の間、少なくとも１基の風力発電設備またはウインドファームは、特に、第１の供給網セクションの状態を要求する目的で、継続的に供給網オペレータと通信する。このことは、ＧＯＣブロック４５９によって示してある。
【０１０６】
障害が去ったことを供給網オペレータが報告すると（このことはＣＬＥブロック４６０によって示してある）、少なくとも１基の風力発電設備またはウインドファームは、再び通常運転モードに戻る。このことは、ＮＯＲブロック４９０によって示してある。したがって供給網再構築が完了する。
【図１】
2019537416.tif 000003
【図２】
2019537416.tif 000004
【図３】
2019537416.tif 000005
【図４】
2019537416.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】令和1年9月6日(2019.9.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給網オペレータの電力供給網を少なくとも１基の風力発電設備によって再構築する方法であって、前記電力供給網が、
−  第１の供給網セクションおよび少なくとも１つのさらなる供給網セクションを有し、
−  前記第１の供給網セクションが、前記少なくとも１基の風力発電設備に接続されており、かつ第１の供給網公称電圧を有し、
−  前記第１の供給網セクションが、供給網セクションの間で電気エネルギを伝送する目的で、前記少なくとも１つのさらなる供給網セクションに少なくとも１つの切替装置を介して結合されており、
−  前記少なくとも１つの切替装置が、障害の場合に前記第１の供給網セクションを前記少なくとも１つのさらなる供給網セクションから切り離すように構成されており、
−  前記障害が発生した場合に前記少なくとも１基の風力発電設備を監視モードで運転するステップであって、前記風力発電設備が前記監視モードにおいては前記第１の供給網セクションに給電せず、前記第１の供給網セクションの状態がチェックされる、ステップと、
−  前記第１の供給網セクションが供給網再構築電圧を有する場合に、前記少なくとも１基の風力発電設備を供給網再構築モードで運転するステップと、
−  前記障害が去った時点でただちに前記少なくとも１基の風力発電設備を再び通常運転モードで運転するステップと、
を含む、方法。
【請求項２】
前記障害が、
−  前記第１の供給網セクションにおける電圧降下、および／または、
−  前記第１の供給網セクションにおける過周波数、および／または、
−  前記第１の供給網セクションにおける不足周波数、
である、ことを特徴とする、
請求項１に記載の、電力供給網を再構築する方法。
【請求項３】
前記障害が、
−  前記供給網オペレータからのメッセージによって、および／または、
−  前記第１の供給網セクションの供給網電圧を捕捉するステップであって、このように捕捉される前記供給網電圧が前記供給網公称電圧の９０％未満である、ステップによって、
判定される、ことを特徴とする、
請求項１または請求項２に記載の、電力供給網を再構築する方法。
【請求項４】
前記障害が去ったことが、
−  前記供給網オペレータからのメッセージによって、および／または、
−  前記第１の供給網セクションの供給網電圧を捕捉するステップであって、このように捕捉される前記供給網電圧が、特に、所定の最小期間にわたり、前記供給網公称電圧の７０％より高い、好ましくは９０％より高い、ステップによって、および／または、
−  周波数安定性を捕捉するステップであって、周波数安定性が、前記供給網周波数が所定の期間にわたり許容範囲内である場合に存在し、前記許容範囲が上限および下限を有し、特に、前記上限が前記供給網公称周波数より高く、かつ前記下限が前記供給網公称周波数より低く、特に、前記上限が５１Ｈｚであり前記下限が４９Ｈｚであり、かつ前記供給網公称周波数が５０Ｈｚである、ステップによって、および／または、
−  前記第１の供給網セクションのサイズを求める目的で、好ましくは前記第１の供給網セクションの静力学を求める目的で、前記供給網を励起し、前記第１の供給網セクションを観察するように構成されている供給網検出ユニット、によって、
検出される、ことを特徴とする、
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の、電力供給網を再構築する方法。
【請求項５】
−  前記供給網再構築モードが、好ましくは前記供給網電圧が実質的に安定しているときに、前記風力発電設備が前記第１の供給網セクションの前記供給網電圧と同期している同期運転、を含む、
ことを特徴とする、
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の、電力供給網を再構築する方法。
【請求項６】
−  前記供給網再構築モードが、電力制御プロセスを備えており、前記電力制御プロセスの間、前記風力発電設備が、所望の電力値に基づいて前記第１の供給網セクションに電力を送り込み、所望の電力値が前記供給網オペレータによって指定されることが好ましく、および／または、残りのシステムの逸脱の場合に、特にＩ−コントローラを使用して、電力がゆっくり変化するように電力を増大させる、
ことを特徴とする、
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の、電力供給網を再構築する方法。
【請求項７】
−  前記電力制御プロセスが周波数安定化プロセスを有し、前記周波数安定化プロセスが、
−  前記第１の供給網セクションの周波数を安定させるために必要な場合に、電力の一部を解放する、特に、電力の一部を送り込む目的で、電力の一部を維持する、および／または、
−  前記第１の供給網セクションが、過周波数である供給網周波数を有する場合に、電力の送り込みを制限する、
ことを特徴とする、
請求項６に記載の、電力供給網を再構築する方法。
【請求項８】
−  前記風力発電設備が、その公称電力の所定の部分、特に少なくとも５％、特に少なくとも１０％を、制御電力として維持するように、および／または、前記第１の供給網セクションにおいて発生する周波数変動を最小にする目的で必要な場合に前記制御電力を送り込むように、および／または、さらなる制御方策用に前記制御電力を前記供給網オペレータが識別できるようにする、特に、前記制御電力を報告するように、前記風力発電設備が運転される、
ことを特徴とする、
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の、電力供給網を再構築する方法。
【請求項９】
−  前記供給網再構築モードにおいて、特に、前記少なくとも１基の風力発電設備の保証される最小電力を求める目的で、気象予報を捕捉するステップであって、前記気象予報が、
−  前記少なくとも１基の風力発電設備自身によって求められる、および／または、
−  前記少なくとも１基の風力発電設備によって、特に、前記供給網オペレータから、要求される、
ステップ、をさらに含む、
請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の、電力供給網を再構築する方法。
【請求項１０】
−  前記少なくとも１基の風力発電設備の保証される最小電力または前記保証される最小電力を、特に前記気象予報に基づいて求めるステップ、
をさらに含む、
請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の、電力供給網を再構築する方法。
【請求項１１】
−  前記風力発電設備の保証される最小電力の値または別の情報を、気象予報または前記気象予報に基づいて前記供給網オペレータに伝送するステップ、
をさらに含む、
請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の、電力供給網を再構築する方法。
【請求項１２】
−  前記第１の供給網セクションに、特に、気象予報または前記気象予報に基づく、および／または、前記供給網オペレータの所望の電圧の指定に基づく、前記供給網電圧と同期された電圧を、前記少なくとも１基の風力発電設備によって提供するステップであって、前記所望の電圧の指定が、気象予報に基づいて求められたものである、特に、前記供給網オペレータによって求められたものである、ステップ、
をさらに含む、
請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の、電力供給網を再構築する方法。
【請求項１３】
−  前記第１の供給網セクションに実質的に安定した電圧を提供する目的で、前記第１の供給網セクションに、所望の電圧の指定または前記所望の電圧の指定に基づいて実行される電圧安定化プロセスを使用して電圧が提供され、前記電圧安定化が、特に、無効電力を送り込むことによって実行される、
ことを特徴とする、
請求項１２に記載の、電力供給網を再構築する方法。
【請求項１４】
請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載の方法を実行するように構成されている複数の風力発電設備を備えたウインドファームによって、電力供給網を再構築する方法であって、前記ウインドファームが、少なくとも、４ＭＷと４００ＭＷの間の公称電力を有し、かつ前記第１の供給網セクションに結合されている、方法。
【請求項１５】
前記少なくとも１基の風力発電設備が、前記少なくとも１基の風力発電設備を前記第１の供給網セクションに接続するように構成されている、一次側および二次側を有する変圧器、を有し、この供給網セクションが、１０ｋＶと４００ｋＶの間の供給網公称電圧を有する、ことを特徴とする、請求項１４に記載の、ウインドファームによって電力供給網を再構築する方法。
【請求項１６】
風力発電設備であって、前記風力発電設備を制御する制御ユニットを備えており、前記風力発電設備が、請求項１から請求項１５のいずれか１項に記載の方法を実行するように前記制御ユニットによって制御される、ことを特徴とする、風力発電設備。
【請求項１７】
ウインドファームであって、請求項１６に記載の少なくとも１基の風力発電設備、および／または、請求項１から請求項１５のいずれか１項に記載の方法を実行するように前記ウインドファームを制御するウインドファーム制御ユニット、を備えている、ウインドファーム。
【請求項１８】
第１の供給網セクションと、
前記第１の供給網セクションに接続された風力発電設備と、
前記風力発電設備を制御する供給網オペレータと、を備え、
前記第１の供給網セクションに障害が発生すると、前記風力発電設備は、電力を供給しない監視モードに移行し、且つ、前記供給網オペレータは、前記風力発電設備を、前記監視モードから供給網再構築モードに移行させ、
前記供給網再構築モードにおいて、前記風力発電設備は、供給可能な電力よりも小さい所望の有効電力を前記第１の供給網セクションに供給し、且つ、前記第１の供給網セクションを安定させるために追加の電力を前記第１の供給網セクションに供給する、
風力発電システム。
【請求項１９】
第１の供給網セクションに障害が発生した場合に、前記第１の供給網セクションに接続された風力発電設備を、電力を供給しない監視モードで運転するステップと、
前記風力発電設備を、前記第１の供給網セクションの再構築を行う供給網再構築モードで運転するステップと、を含み、
前記供給網再構築モードにおいて、前記風力発電設備は、供給可能な電力よりも小さい所望の有効電力を前記第１の供給網セクションに供給し、且つ、前記第１の供給網セクションの安定させるために追加の電力を前記第１の供給網セクションに供給する、
電力供給網の再構築方法。
【国際調査報告】
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2019537416.tif 000008
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